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1、12第第1010章章 交流旋转电机的绕组交流旋转电机的绕组10.1 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类10.2 三相双层绕组 10.3 三相单层绕组 下一章 上一章 返回主页 310.1 10.1 交流绕组的构成原则和分类交流绕组的构成原则和分类v主要内容：交流绕组构成；电势；磁势。v交流电机分： 同步：主要作为发电机，也可作为电动机和补偿机 异步：主要作为电动机，有时也作发电机v区别：两类交流电机在励磁方式和运行特性有很大差别v相同点：电机定子中发生的电磁现象和机电能转换的原理 基本相同4交流绕组5一、基本要求一、基本要求合成电动势和合成磁动势的波形要接近正弦形、幅 值要大；绕
2、组的铜耗要小，用铜量要省；对三相绕组，各相的电动势和磁动势要对称，电阻、 电抗要平衡；绝缘要可靠，机械强度、散热条件要好，制造方便。6对称原则：三相绕组的结构完全一样，但在电机 的圆周空间互相错开120电角度。 均匀原则：每个极域内的槽数（线圈数）要相等 ，各相绕组在每个极域内所占的槽数应相等。电势相加原则：线圈两个圈边的感应电势应该相 加；线圈与线圈之间的连接也应符合这一原则。 如线圈的一个边在N极下，另一个应在S极下。基本原则：基本原则：7二、分类二、分类按相数 ：单相和多相绕组；按槽内层数：单层和双层；按每极下每相槽数：整数槽和分数槽；按绕法：叠绕组和波绕组。810.2 10.2 三相双
3、层绕组三相双层绕组本节介绍三相双层绕组展开图。v对于10kw以上的三相交流电机，其定子绕组一般采 用双层绕组。v双层绕组每个槽内有上、下 两个线圈边，每个线圈的一 个边放在某一个槽的上层， 另一个边则放在相隔节距为 y1槽的下层。v绕组的线圈数正好等于槽数9一、基本概念一、基本概念 线圈（绕组元件）：是构成绕组的 基本单元。绕组就是线圈按一定规律的 排列和联结。线圈可以区分为多匝线圈和单匝线圈。与线圈相关的概念包括：有效边；端部；线圈节距等10用槽数表示 24槽4极电机用长度表示 极距（ ）：沿定子铁心内圆每个磁极所占的范围； 极对数（ ）：电机主磁极的对数； 11 电角度： 铁心的横截面是一
4、个圆，其几何角度为360度。 分析已知磁场每转过一对N,S极，电势变化一个周期，在 电路理论中认为一个交变周期为3600电角度。 因此在电机理论中把一对主磁极所占的空间距离称为360 电角度； 电机的机对数为p时，气隙圆周的角度数为p 360电角度。1213 节距（ ）：一个线圈两个有效边之间所跨过的槽数称为线 圈的节距。 y时，线圈称为长距线圈。 14槽距角（ ）：用电角度表示的相邻两个槽间的距离，也即 一个槽所占的电角度数；相数用 表示每极每相槽数（ ）：每个极域内每相所占的槽数。15 单层绕组：一个槽中只放一个元件边； 双层绕组：一个槽中放两个元件边。16二、槽电动势星形图二、槽电动势星
5、形图当把电枢上各槽内导体按正弦规律变化的电 动势分别用相量表示时，这些相量构成一个 辐射星形图，槽电动势星形图是分析交流绕 组的有效方法。17槽电动势的产生：v根据e=blv，定子槽内放置导体，因此导体是固定不动的， 电动势是由于磁场旋转产生的。v磁场为正弦形，其在一个圆周上的周期数等于极对数p。(一 对极对应磁场一个周期)v槽内导体的感应电动势e与所在位置处的磁通密度b有关系。v导体感应电势的相位取决于气隙磁密。v相邻槽内导体上电势相位差等于槽距角。v槽1和槽19内导体的电动势相位相同。11918v例：右图是一台三相 同步发电机的定子槽 内导体沿电枢内圆周 的分布情况。已知 2p=4,电枢槽
6、数Q=36, 转子磁极逆时针方向 旋转。试绘出槽电动 势星形图。19解：已知各槽导体感应电动势彼此之间存在着相 位差，其大小等于槽距角。先计算槽距角：定子每极每相槽数： 20三相双层绕组的槽电动势星形图2122以A相为例，A相在每极下应占有3个槽，整个定子中A相共 有12个槽。为使合成电势最大，在第一个N极下取1、2、3 三个槽作为A相带。在第一个S极下取10、11、12三个槽作 为X相带(A相的负相带)。1、2、3三个槽向量间夹角最小， 合成电势最大，同理10、11、12的合成电势最大。而10、 11、12三个槽分别和1、2、3三个槽相差一个极距，即相 差180度电角度，这两个线圈组(极相组
7、)反接以后合成电势 代数相加，其合成电势最大。23同理，为了使三相绕组对称，应将距 A相120度处的7、8、9、16、17、18 和25、26、27、34、35、36划为B 相。 而将距A相240度处的13、14、15、 22、23、24和31、32、33、4、5、6 划为C相，由此得一对称三相绕组。每个相带各占60度电角度，称为60度 相带绕组。24120相带60相带25相带槽号极对ABCXYZ1,2,34,5,67,8,910,11,12 13,14,15 16,17,1819,20,2122,23,24 25,26,27 28,29,30 31,32,33 34,35,36第一对极下 （
8、1槽18槽） 第二对极下 （19槽36槽）各个相带的槽号分布 26三相交流绕组构成三相交流绕组构成1个线圈(Nc匝)1个线圈组(q个线圈) 1相绕组(2p个线圈组)单匝线圈(2根导体)1根导体AXNc=4q=32p=21相绕组总匝数2pqNc极相组27三、三相双层叠绕组三、三相双层叠绕组v已知：相数：m=3槽数：Q=36极数：2p=4极距：=9节距：y1=8每极每相槽数：q=3槽距电角度：=20v求：画出三相双层叠绕组展开图28v画出电枢铁心与 36个定子槽（可 选）。l画出槽电动势星 形图，按60度相 带分相。29串联：首-首相连把尾部引出，或尾-尾相连把首部引出30-1-2-3- -10-
9、11-12-19-20-21- -28-29-30-A相绕组线圈的连接图（一条并联支路）123192021101112282930A相绕组线圈的连接图（两条并联支路）31AX101112123282930192021v最多可以将4个极相组并联，得到4条并联支路。v由于极相组数等于极对数，双层叠绕组的最多并 联支路数等于极对数2p。但实际应用中，实际支路 数一般小于2p，且2p 必须是a的倍数。3210.3 10.3 三相单层绕组三相单层绕组v单层每槽中只放置一层元件边，元件数等 于槽数的一半，无需层间绝缘，结构和嵌线较 简单。v单层绕组只适用于10kW以下的小型异步电动机 ，其极对数通常是pl
10、,2,3,4v单层绕组通常有链式、交叉式和同心式等三种 不同排列方式33现以一台相数 ，极数 ，槽 数 的三相单层等元件式整距叠绕组的 构成为例讲解交流绕组的构成方法。1. 计算相关参数：基本步骤：每极每相槽数槽距角极距342. 画出槽电动势星形图：353、分极分相: 分极：将总槽数均匀分开（N,S极相邻分布），并标记假设的感应电势方向； 分相：将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相错开120电角度。 364. 连线圈和线圈组：根据给定的线圈节距，将一对极域内属于同一相的某两个线圈边连成一个线圈。（共有几个线圈）？ 将一对极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组； 以上连接应符合电势相加原则。 37将属于同一相的p个线 圈组连成一相绕组，并 标记首尾端。 串联与并联：电势相加原则。最大并联支路数ap。连相绕组38 将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组； 接法或Y接法；连三相绕组39同心式优点： 下线方便，端部的重叠层数较少，便于布置，散热易好 缺点： 线圈的大小不等、绕制不便，端部亦较长。404142第第 10 10 章章 结结 束束 下一章 上一章 返回主页
